《Cell》杂志前十名下载论文摘要（8月）

　　Cell创刊于1976年，现已成为世界自然科学研究领域最著名的期刊之一，并陆续发行了十几种姊妹刊，在各自专业领域里均占据着举足轻重的地位。Cell以发表具有重要意义的原创性科研报告为主，许多生命科学领域最重要的发现都发表在Cell上。本月《Cell》前十名下载论文为：

　　1. A Whole-Cell Computational Model Predicts Phenotype from Genotype

　　Jonathan R. Karr, Jayodita C. Sanghvi, Derek N. Macklin, Miriam V. Gutschow, Jared M. Jacobs, Benjamin Bolival, Nacyra Assad-Garcia, John I. Glass, Markus W. Covert

　　来自哥伦比亚大学的两位科学家在7月20日Cell杂志上发表了点评文章：The Dawn of Virtual Cell Biology，指出了本期杂志上发表的一项成果为虚拟细胞生物学提出了新的希望，这项研究首次提出了一种细菌的系统动态计算机模式，其中包含了细菌的所有组成元件以及其中的相互作用。

　　虚拟生物学的概念其实由来已久，早在好几年前，科学家们就希望能在电脑中重建一个分子级别的生命体，这样就能了解生物体各部分如何协同工作，将可以把生物学提升到一个新的水平。到时，生物学深入了解生命就如同工程师对他们所修建的桥梁和飞机一样了如指掌了。

　　近期来自斯坦福大学的一群研究人员发表了题为“A Whole-Cell Computational Model Predicts Phenotype from Genotype”的文章，首次模拟了来自人类病原菌支原体(Mycoplasma genitalium)整个生命周期，提出了一个全细胞计算机模型，这一模型囊括了这个病原菌的所有分子组，以及相互作用，这将有助于促进细胞生物学的发展。

　　哥伦比亚大学Saeed Tavazoie教授评价道，这项研究提出了首个整合动态计算机模式，这将为系统生物学研究提供了全细胞的定量预测模型。

　　2. Beige Adipocytes Are a Distinct Type of Thermogenic Fat Cell in Mouse and Human

　　Jun Wu, Pontus Boström, Lauren M. Sparks, Li Ye, Jang Hyun Choi, An-Hoa Giang, Melin Khandekar, Kirsi A. Virtanen, Pirjo Nuutila, Gert Schaart et al.

　　最近，Dana-Farber癌症研究所的科学家从成人体内成功分离出一种新型的燃烧能量的脂肪细胞，这一新型脂肪细胞可能是潜在的治疗肥胖的靶细胞。

　　这一新发现的细胞称为“米色脂肪”，形状如豌豆大小，散落在在成人体内脊柱以及锁骨附近的皮肤下。根据研究人员Dana-Farber博士表示：这一类型的脂肪的特点时候可以燃烧掉卡路里，而不是将它们存储起来。在传统意义上，“白色脂肪”细胞主要负责存储卡路里，因此米色脂肪细胞可能是治疗肥胖症和糖尿病的新作用靶细胞。

　　3. Evolutionary History and Adaptation from High-Coverage Whole-Genome Sequences of Diverse African Hunter-Gatherers

　　Joseph Lachance, Benjamin Vernot, Clara C. Elbers, Bart Ferwerda, Alain Froment, Jean-Marie Bodo, Godfrey Lema, Wenqing Fu, Thomas B. Nyambo, Timothy R. Rebbeck et al.

　　来自宾州大学费城分校的研究人员利用Complete Genomics公司的相关技术，解析了坦桑尼亚三个非洲种群：Cameroonian Pygmies, Hadza 和Sandawe ，从中发现了1340万个遗传变异，其中超过300万个是以前从未发现过的。

　　这些基因包括免疫，代谢，味觉，嗅觉和复制等方面的功能，由于种群分裂而走上了不同的进化道路――种群分裂是对环境适应的一种信号。对于Pygmies人群，最新的基因变化是脑垂体功能的变化，脑垂体主要分泌生长激素等，这解释了他们身处矮小的原因。

　　4. Genome-wide Single-Cell Analysis of Recombination Activity and De Novo Mutation Rates in Human Sperm

　　Jianbin Wang, H. Christina Fan, Barry Behr, Stephen R. Quake

　　这项研究首次公布了来自一个成人男子91个精子的全部基因组序列，这项研究成果第一次绘制了个体基因重组图谱，也首次发现了来自同一个人的不同精子的不同突变率。

　　对精子细胞进行测序十分有趣，因为重组这一天然过程使得一个婴儿融合了来自TA的四个祖父母的DNA，至今科学家们主要依赖于群体遗传学的方法，来预测这种重组在单个精子或者卵细胞中发生的频率，以及具体的遗传信息交汇的数量。但是这种方法比较粗略，无法了解单个细胞的具体情况。

　　为了解决这个问题，研究人员采用了单细胞测序技术，对每个精子细胞的序列进行了测定，并从中绘制单个精子的基因重组图谱，这些重要的实验结果能帮助研究人员分析人类重组的动力学基础机理，以及其与男性不育症之间的关联。

　　5. Cancer Epigenetics: From Mechanism to Therapy

　　Mark A. Dawson, Tony Kouzarides

　　在过去的15年里，科学家们对于表观遗传学调控开展了广泛热烈的研究。研究结果表明DNA甲基化、组蛋白修饰、核小体重塑和RNA介导的靶向作用调控了对于癌症发生至关重要的多种生物学过程。

　　来自英国剑桥大学的癌症生物学家Tony Kouzarides和Mark A. Dawson发表了题为“Cancer Epigenetics: From Mechanism to Therapy”的综述文章，介绍了这些表观遗传学信号背后的一些基本法则，并提供了数据表明它们的错误调控在癌症中达到了极点。结合过去利用针对染色质调控子的表观遗传药物所获得的有前景的临床与临床前实验结果，预示着表观遗传学在癌症中占据中心地位时代的到来。

　　6. Hallmarks of Cancer: The Next Generation

　　Douglas Hanahan, Robert A. Weinberg

　　长期上榜的一篇文章，由癌症研究泰斗：Robert A.Weinberg完成的最新癌症综述是之前他的一篇文章“The Hallmarks of Cancer”的升级版――之前那篇文章介绍了肿瘤细胞的六大基本特征，被称为肿瘤学研究的经典论文，到目前为止，这篇论文已经被引用了上万次。

　　2011年3月，Robert A.Weinberg同样是和Douglas Hanahan合作，完成长达29页的论文，简述了最近10年肿瘤学中的热点和进展，包括细胞自噬、肿瘤干细胞、肿瘤微环境等等，并且将原有的肿瘤细胞六大特征扩增到了十个，这十个特征分别是：

　　自给自足生长信号(Self-Sufficiency in Growth Signals);抗生长信号的不敏感(Insensitivity to Antigrowth Signals);抵抗细胞死亡(Resisting Cell Death);潜力无限的复制能力(Limitless Replicative Potential);持续的血管生成(Sustained Angiogenesis);组织浸润和转移(Tissue Invasion and Metastasis);避免免疫摧毁(Avoiding Immune Destruction);促进肿瘤的炎症(Tumor Promotion Inflammation); 细胞能量异常(Deregulating Cellular Energetics);基因组不稳定和突变(Genome Instability and Mutation)。

　　7. A Landscape of Driver Mutations in Melanoma

　　Eran Hodis, Ian R. Watson, Gregory V. Kryukov, Stefan T. Arold, Marcin Imielinski, Jean-Philippe Theurillat, Elizabeth Nickerson, Daniel Auclair, Liren Li, Chelsea Place et al.

　　几年前科学家就知道阳光照射会引起遗传损伤，导致黑色素瘤发生，但是一直以来却没有找到这种癌症背后的推手――到底是什么突变驱使了癌症发生?

　　来自哈佛麻省总医院，德州大学M. D. Anderson癌症中心等多处研究机构的研究人员解开了这个谜题，指出黑色素瘤中具有多个驱动基因突变，其中有三个是由于紫外线照射损伤后的频发性热点突变

　　8. Host Remodeling of the Gut Microbiome and Metabolic Changes during Pregnancy

　　Omry Koren, Julia K. Goodrich, Tyler C. Cullender, Aymé Spor, Kirsi Laitinen, Helene Kling Bäckhed, Antonio Gonzalez, Jeffrey J. Werner, Largus T. Angenent, Rob Knight et al.

　　研究人员完成121个黑色素瘤样品中的外显子的测序，并与正常DNA进行比对，结果发现86813个编码突变(coding mutation)。在发生最频繁突变的基因当中，85%的活跃性编码突变就是由紫外线照射导致的C-T转换。

　　除此之外，研究人员还发现5个新的基因：RAC1, PPP6C, STK19, SNX31和TACC1，这些基因中的大多数与涉及癌症产生的分子途径相关联，但是在这项研究之前，还没有人发现它们在黑色素瘤中也产生明显的突变。还有一个基因是ARID2，这是一个肿瘤抑制基因，在7%的病人样品中，这个基因的突变导致了许多功能丧失。

　　9. The Origin and Evolution of Mutations in Acute Myeloid Leukemia

　　John S. Welch, Timothy J. Ley, Daniel C. Link, Christopher A. Miller, David E. Larson, Daniel C. Koboldt, Lukas D. Wartman, Tamara L. Lamprecht, Fulu Liu, Jun Xia et al.

　　在一项新研究中，来自美国华盛顿大学圣路易斯分校医学院的研究人员发现在诊断时，白血病细胞存在上百个突变，但是几乎所有突变都是因为正常衰老而随机产生，而与癌症不相关。他们发现，即便是血液中的干细胞经常也会随着人寿命的增加而积累新的突变。他们的研究表明在很多情形下，仅需两至三个基因变化就足以将一个正常的已经散布着突变的血细胞转变为急性髓细胞性白血病(acute myeloid leukemia, AML)细胞。

　　这是研究人员第一次研究血液中健康干细胞通常产生多少次突变。与此同时也正是骨髓中这些未成熟的细胞产生体内所有的血细胞。

　　10. Science for Sale: Academic Meets Industry

　　Rachel Bernstein